使用镜面反射角数据的喷涂表面的纹理分析的制作方法
【专利说明】使用镜面反射角数据的喷涂表面的纹理分析
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求提交于2012年10月26日的美国临时专利申请N0.61/718，729的优先权。
技术领域
[0003]在各个实施例中，本发明一般涉及使用从分光光度计获取的镜面反射角数据来识别固化复合涂层(例如，涂料)混合物的物理性质属性的方法和装置。
【背景技术】
[0004]镜面反射角与分光光度计相关地定义为与入射角相等且相对的反射角，测量基于表面涂层的法线的照明光。镜面反射角也被称为光泽度角(gloss angle)。通过示例，在传统的手持型分光光度计中，镜面反射角被表示为“45as0”，或者45逆定向反射(aspecula10，其中入射光处在到目标法向45度处，并且距镜面反射区O度处或者距法向相等且相对的45度处(由此在镜面反射本身处)收集反射光数据。
[0005]通常，不在分光光度计数据中收集和汇报镜面反射角数据，因为有这样的假设:在角处的数据由于在角处接收的极高的反射率数据而高度可变。而且，由于从仪器获取的很高的反射率数据，除了样本的颜色或者视角效果(gon1effect)以外，镜面反射角的反射率曲线的形状对每个样本看上去都总是一样的。
[0006]因此，对于利用镜面反射角数据来表征出现在目标涂层混合物中的颗粒的系统和方法存在需要。
【发明内容】
[0007]在各个实施例中，本发明一般涉及使用从分光光度计获取的镜面反射角数据来识别固化复合涂层(例如，涂料)混合物的物理性质属性的方法和装置。
[0008]在各个实施例中，本发明针对一种计算机实现的方法。所述方法包括:使用处理器从分光光度计的对表面上的目标涂层的测量获得光谱反射率数据，其中在镜面反射角处进行所述测量；以及使用处理器移除归属于表面的光泽涂层的镜面反射率数据的至少一部分。所述方法还包括:使用处理器创建至少一个光谱反射率曲线；以及使用处理器至少部分基于该至少一个光谱反射率曲线识别目标涂层的至少一种类型的着色效果。
[0009]在各个实施例中，本发明针对一种系统。所述系统包括分光光度计和被配置与分光光度计通信的处理器。所述处理器被编程以从分光光度计的对表面上的目标涂层的测量获得光谱反射率数据以及移除归属于表面的光泽涂层的镜面反射率数据的至少一部分，其中在镜面反射角处进行所述测量。所述处理器还被编程以创建至少一个光谱反射率曲线以及至少部分基于至少一个光谱反射率曲线识别目标涂层的至少一种类型的着色效果。
[0010]在各个实施例中，本发明针对一种设备。所述设备包括从分光光度计的对表面上的目标涂层的测量获得光谱反射率数据的装置以及移除归属于表面的光泽涂层的镜面反射率数据的至少一部分的装置，其中在镜面反射角处进行所述测量。所述装置还包括创建至少一个光谱反射率曲线的装置以及至少部分基于至少一个光谱反射率曲线识别目标涂层的至少一种类型的着色效果的装置。
[0011]在各个实施例中，本发明针对一种非暂时性计算机可读介质，包括用于使处理器进行下列处理的软件:
[0012]从分光光度计的对表面上的目标涂层的测量获得光谱反射率数据，其中在镜面反射角处进行所述测量；
[0013]移除归属于表面的光泽涂层的镜面反射率数据的至少一部分；
[0014]创建至少一个光谱反射率曲线；和
[0015]至少部分基于至少一个光谱反射率曲线识别目标涂层的至少一种类型的着色效果O
【附图说明】
[0016]图1例示了用来识别目标样本涂层混合物中的颗粒的过程的实施例的流程图。
[0017]图2到图4例示了镜面反射角光谱反射率曲线的实施例。
[0018]图5例示了铝作为涂层效果的相关函数的曲线图的实施例。
[0019]图6例示了可以被用于识别目标样本的图层混合物的物理性质属性的系统的实施例。
【具体实施方式】
[0020]在各个方面中，本发明的实施例包括分光光度计和可以被用来识别的体效应的方法，所述体效应出现在目标样本上的涂层构成物中。本发明的各个实施例包括具有为目标样本采集信息的设备的装置和用于识别体效应的处理器，所述体效应可被用于生产具有和目标样本相似的纹理(texture)的涂料。输出设备可以被用于传达体效应信息给用户。
[0021]尽管此处的描述一般指的是涂料，应理解，所述设备、系统和方法应用于其他类型的涂层，包括染色和工业涂层。描述的本发明的实施例不应认为是受限制的。与本发明一致的方法可以被实践在多种领域，诸如服装以及时尚产品的搭配和/或协调。
[0022]本发明的实施例可以与计算机系统一起使用或者并入计算机系统中，所述计算机系统可以是单独单元或者包括与中央计算机通过网络(诸如，例如，互联网或者内联网)进行通信的一个或多个远程终端或设备。由此，此处描述的计算机或“处理器”及其相关组件可以是本地计算机系统或者远程计算机或者在线系统或者其结合的一部分。此处描述的数据库和软件可以被存储在计算机内存储器中或者非暂时性计算机可读介质中。
[0023]在各个实施例中，光谱反射率数据被用于识别目标涂层的构成物。原始(光谱反射)数据，如其从仪器传回的状态，一般无法提供有关目标涂层构成物的足够信息，因此可以操作数据以获得令人满意的结果。图1例示了使用从分光光度计获得的镜面反射角数据的过程的实施例的流程图。在各个实施例中，为了充分利用在步骤10从分光光度计获得的镜面反射角数据，可以采用下列假设:
[0024](i)通常由于透明涂层的使用，面板的外表是有光泽的(非粗糙的)。
[0025](ii)多数在镜面反射角处反光射的光是由于表面的光泽或透明涂层。
[0026](iii)在分光光度计上测量的有光泽的固体黑样本将只反射来自透明涂层的光泽的光，而任何其它的光由黑涂层100%吸收。
[0027]本发明的实施例将来自镜面反射角的原始的光谱反射数据转化成有区别性的可用的信息。得出的信息产生改进的光谱反射率曲线(即，通过移除归因于光泽的镜面反射率修改和处理所述曲线，而所述曲线因此是“光泽移除”曲线)。光谱反射率曲线可以为了效果识别的目的用在其自身上，并且可以为了分析的目的用于计算三色的和其他比色的数据和信息。
[0028]图1的过程进行到步骤12，其中过滤器被应用到镜面光谱反射率数据。对有光泽的黑表面使用静态的、标准的测量，只为在镜面反射角处测量的反射率调用上文提到的假设。作为示例，被涂覆到不透明的有光泽的黑表面可以是固体黑涂料，所述有光泽的黑表面随后用透明的、有光泽的顶涂层或者抛光的黑玻璃的样本涂覆。期望的是所述透明涂层与用在目标涂层上的透明涂层匹配。在各个实施例中，在所述透明涂层与用在目标涂层上的透明涂层不匹配或者所述透明涂层未知的情况下，可以使用抛光的黑玻璃，或者可以使用多个有光泽的黑色标准测量并选择紧密对齐的结果的平均数来完成所述过程。也测量目标涂层的镜面反射角反射率数据。“仅光泽”镜面反射率随后从目标涂层的镜面反射率中减去，如下面的等式(I)所示:
[0029]⑴Rt(W)-Rs(W)
[0030]其中Rt是目标涂层在给定波长w处的镜面光谱反射率，而Rs是标准黑色测量在给定波长w处的镜面光谱反射率。剩下的、得到的光谱反射率曲线现已移除“光泽”成分。在多个实施例中，可以对特定的或所有的波长使用加权因子完成光泽成分的减去。
[0031]检查图1中在步骤14的得到的镜面反射角的“光泽移除”光谱反射率曲线允许进行在步骤16的目标涂层中包含的颜料的类型的分类。对“光泽移除”光谱反射率曲线的评估可以包括对跨所有波长的“光泽移除”折射率的最大值和平均值以及整个镜面反射角光谱反射率曲线的整体形状和/或斜率的理解。
[0032]跨所有测量的波长的反射率的最大值和平均值是目标涂层中包含的着色的类型的指示器。如图2所例示的，具有最大值和/或平均值为大约I或更小的镜面反射角光谱反射率曲线指示目标涂层中仅是分散型颜料的高可能性，这意味着目标涂层不包括视角明显(gon1apparent)的颜料(诸如销或珍珠)。如图3所例示的，具有最大值和/或平均值远大于I的镜面反射角光谱反射率曲线会表示视角明显(gon1apparent)的颜料的使用的高可能性。而且，如图4所例示的，2左右的最大值和/或平均值表示铝型颜料的使用的高可能性，而3左右或远大于3的最大值和/或平均值表示珍珠型颜料的使用的高可能性。图2、3和4是天然色调、单颜料颜色的所有示例。
[0033]整个镜面反射角光谱反射率曲线的整体形状和/或斜率也是对目标涂层的特性有指示性的。在最大值和/或平均值小于I处，镜面反射角光谱反射率曲线可以与标准库别尔卡-孟克(KulbelkaMunk)理论一起使用，以定义那些分散型颜料可以匹配所述光谱曲线的浓度来使用。在最大值和/或平均值大于I处，整个反射曲线的形状表示目标涂层中主要的珍珠或铝的片(flake)的颜色。任何相对直线的反射曲线的斜率可以与目标涂层中主要的视角明显(gon1apparent)的颜料的片大小互相关联。
[0034]处理过的镜面光谱反射数据凭经验可以与已知的特性互相关联，以识别复合涂层混合物中的主要的片类型。可以从处理过的镜面光谱反射率计算统计数据，诸如总和、平均数、标准差等等，或者可以从处理过的镜面光谱反射率数据计算新的比色信息。随后从根据经验而来的数据集计算新的数据点，所述新的数据点代表预期的将在日常情况中需要运用的混合物和颜色。在图1的步骤18中，根据经验而来的数据集被用于创建预测的关联:y =f(x)，其中y代表用于识别的要求的特